• 한국지구과학회지
• /
• 제45권1호
• /
• pp.48-71
• /
• 2024

태풍은 지구 시스템 내 상호작용을 일으키는 대표적인 해양-대기 현상으로 최근 들어 기후변화로 인해 점점 더 강력해지는 추세이다. 2022 개정 과학과 교육과정은 미래 사회 시민으로서의 디지털 소양 함양을 위하여 첨단 과학기술을 활용한 교수-학습 활동의 중요성에 대해 강조하고 있다. 따라서 교과서 삽화의 시공간적 한계점을 해결하고 지구과학 분야에서 다루는 전지구적 규모의 빅데이터를 활용한 효과적인 수업자료의 개발이 필요하다. 본 연구에서는 PDIE (준비, 개발, 실행, 평가) 모형의 절차에 따라 천리안 위성 2A호 영상 자료를 활용하여 태풍의 경로를 시각화하는 탐구활동 자료를 개발하였다. 준비 단계에서는 2015 및 2022 개정 교육과정과 현행 교과서의 탐구활동 내용을 분석하였다. 개발 단계에서는 관측 데이터를 수집, 처리, 시각화, 분석할 수 있는 일련의 과정들로 탐구활동을 구성하였으며, 간단한 조작만으로도 결과를 도출할 수 있는 GUI (Graphic User Interface) 기반 시각화 프로그램을 제작하였다. 실행 및 평가 단계에서는 학생들을 대상으로 수업을 진행하였으며 코드를 활용한 수업과 GUI 프로그램 활용 수업을 각각 실시하여 각 활동의 특징을 비교하고 학교 현장에서의 적용 가능성을 확인하였다. 본 연구에서 제시한 수업자료는 전문적인 프로그래밍 지식이 없어도 GUI 기반으로 실제 관측 데이터를 활용한 탐구활동에 활용될 수 있으며, 이를 통해 학생들의 지구과학 분야의 이해도와 디지털 소양 함양에 기여할 수 있을 것으로 기대된다.

• 해양환경안전학회지
• /
• 제23권6호
• /
• pp.719-730
• /
• 2017

최근에 와서 해양연구활동은 국가적 영토관리개념을 넘어 전지구적인 연구영역으로 급속히 확장되고 있다. 이와 같은 연구추세는 기후, 자원, 환경과 영토관리 등 해양을 대상으로 하는 연구스펙트럼이 급격하게 확대되고 있다는 것을 의미하며, 이에 따른 해양연구인프라 또한 대형화되고 정밀화되는 것이 불가피하다. 그러나 한편으로는 이와같은 연구인프라는 운용과 관리 측면에서 소요되는 비용부담이 크고 국가재정 의존도가 높기 때문에 효율성을 고려한 국가전략적 차원의 대응방안 마련이 필요하다. 본 연구에서는 국내기관간 또는 국가간 해양연구의 기본인프라인 연구 조사선 공동활용체계를 구축하여 시행하고 있는 주요 선행국의 운용체계 형태와 특성을 분석하고 연구조사선을 보유하고 있는 국내 주요 기관을 중심으로 공동활용 운영체계 유형과 각 유형별 효율성을 비교 분석하였다. 주요 선행국의 운영형태와 국내 여건을 고려하였을 때, 구현 가능한 국내 공동활용 운영체계는 공동활용위원회(유형 1), 민간기업 위탁(유형 2), 정부출연기관내 기관출자(유형 3)과 위탁집행형(유형 4)로 요약될 수 있다. 현재의 운영체계와 4가지 유형의 운영체계에 대한 비용-편익 분석 결과, 유형 1, 2, 3과 4의 효과성 비율은 각각 9.17, 5.82, 11.2와 -1.72 %로 나타남에 따라 유형 1(공동활용위원회 운영체계)가 소요비용측면에서 가장 효율적인 대안인 것으로 나타났으며, 편익적 측면에서는 유형 3(정부출연기관내 기관출자)의 기관출자 방식 운영체계가 가장 효과적인 것으로 해석되었다.

• 대기
• /
• 제31권2호
• /
• pp.229-240
• /
• 2021

본 연구에서는 기상청에서 2018년부터 운영 중인 전지구 해양자료동화시스템 GODAPS에 대하여 소개하였으며, 2015년 2월부터 2016년 1월까지 일년간의 실험 수행을 통한 결과를 분석하여 이 시스템의 특성을 살펴보았다. GODAPS는 크게 해양-해빙 모델과 3차원 변분법 기반의 자료동화 시스템으로 구성되어 있고, 전지구적으로 수집된 현장 및 위성 관측자료를 자료동화하여 매일 1회 분석장과 예측장을 생산한다. 이때 해수면온도, 수온과 염분 프로파일, 해수면고도 변이, 그리고 해빙농도 관측자료를 자료동화한다. 분석증분 및 배경장/분석장으로부터의 관측증분에 대한 분석, 자료동화를 적용하지 않은 실험과의 비교 등을 통해 GODAPS 자료동화 결과를 비교검증하였다. 자료동화는 관측자료들을 효과적으로 활용하고 있었으며, 전지구 규모에서 편차를 줄인 분석장과 예측장을 생산하고 있는 것으로 나타났다. 이외에도, 변동성이 강한 중위도 해역의 쿠로시오와 걸프만 해류의 중규모 현상을 재현하는데 있어서도 결정적인 영향을 미치는 것으로 확인하였다. 해양초기장을 향상시키기 위해서는 모델과 자료동화 기술의 개발과 더불어, 다양한 관측자료를 활용하는 것이 중요하다. 하지만, 현업에서 활용할 수 있는 해양관측자료는 한계가 있으며, 따라서 가용한 자료를 자료동화 과정에 포함시키는 노력이 요구된다. 수온에 비해 염분의 경우 상대적으로 관측자료가 부족한데, 최근에는 SMAP (Soil Moisture Active Passive) 등 인공위성을 활용한 표층 염분자료가 제공되고 있으며, 기상청에서도 자료동화 과정에 독립적인 위성 염분자료를 활용한 분석장 검증 및 자료동화에 직접적용하는 연구를 추진하고 있다. 특히, 표층 염분의 자료동화를 통해 열대해역의 혼합층 깊이가 개선되고, 결과적으로 기후예측성을 향상시키는 연구결과(Hackert et al., 2020) 등을 고려할 때, 향후 위성관측 표층염분의 자료동화는 기후예측 분야에 있어서 점차 중요해질 것으로 판단된다. 본 연구의 실험결과에서도 GODAPS의 염분 관측증분 오차가 표층에서 상대적으로 크게 나타나고 있어, 해양초기장의 정확성을 높이고 나아가 기후예측성을 높이는데 위성 염분자료가 효과적으로 사용될 수 있을 것으로 기대된다.